CN101034533A - 一种背光模块驱动电路及具有该驱动电路的显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光驱动模块，用以分别点亮液晶显示面板中，背光模块所具有的多个背光区块。此驱动电路包含一换流器、至少一变压器以及多个开关元件。换流器用以将一直流电压切换成交流电压后输出，变压器的第一次侧用以接收由换流器所输出的交流电压，并由第二次侧产生用以点亮背光区块的驱动电压。开关元件会分别装置于每一个背光区块与变压器的第二次侧之间，用以决定开关元件一端的变压器所输出的驱动电压能否点亮开关元件另一端的背光区块。本发明可改善动态画面品质，减少元件数量，体积较小、重量较轻，可节省电能。

Description

一种背光模块驱动电路及具有该驱动电路的显示面板

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是涉及一种以高频交流电流点亮显示面板的背光模块的驱动电路。

背景技术

近年来光电相关技术不断地推陈出新，各种电子装置的数字化趋势，扩大了显示器的技术层次以及应用范围，使得常见的显示器种类从以往的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，又增加了使用液晶显示面板的液晶显示器以及使用等离子显示面板的等离子显示器等等。其中由于这些液晶显示器相较其它显示器在显示原理上有很大的不同，所以能够轻易地达到高画质、体积小、重量轻、驱动电压低以及消耗功率低等优点，更加地适用于个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话、摄录放影机、笔记本计算机、电视等消费性通讯及电子产品上，因此，液晶显示器有逐渐取代阴极射线管显示器而成为显示器主流的趋势。

但由于液晶显示器是属于非自体发光的显示装置，因此需要有其它的辅助光源来协助其显示影像，也就是一般所称的背光源。由于目前液晶显示器的发展趋势是朝向大尺寸发展，所以常使用冷阴极灯管(cold cathode fluorescentlamp)来做为大尺寸液晶显示器的背光源，因为冷阴极管具有管径细、光度强、发光面积广以及低损耗等优点。

图1图示了一液晶显示器100的部分示意图，液晶显示器100包含了用以显示画面的一像素数组102以及背光模块104。通常像素数组102及背光模块104是重叠在一起的，但为方便说明起见，在示意图100中将像素数组102及背光模块104分别设置。其中像素数组102当中包含了多个像素结构，而背光模块104当中包含了多个平行配置的冷阴极管106。

目前为了改善动态画面的品质，常会使用扫描式背光(scan backlight)控制模式来显示画面。其中，整个像素数组102会被区分为如图所示的多个显示区块，即显示区块102a-102d，相对地，整个背光模块104也会被区分为位置与显示区块相对应的多个背光区块，即背光区块104a-104d，其中每一背光区块中会包含至少一个冷阴极管106。此时，在扫描式背光控制模式下，会依据一定的顺序对显示区块102a-102d充电。在依序充电显示区块102a-102d的同时，也会依相同的顺序点亮对应于显示区块102a-102d的背光区块104a-104d，以显示一完整的影像画面。

如此，背光模块104中所有的冷阴极管106不再是同时被点亮以及关闭，而是以区块为单位来进行点亮与关闭的动作，而背光驱动单元的数量也会因为背光区块的增加而增加。图2所示即为配合图1所示的背光模块104所使用的驱动电路200，其中可以看出背光区块104a是由换流器204a及变压器206a所驱动、背光区块104b是由换流器204b及变压器206b所驱动、背光区块104c是由换流器204c及变压器206c所驱动以及背光区块104d是由换流器204d及变压器206d所驱动。换流器204a-204d都接受由直流电源202所提供的电能。在驱动电路200之下，当需要点亮其中之一背光区块时，便须启动该背光区块所对应的换流器，如欲点亮背光区块104b时便须启动换流器204b，当欲以一预定顺序点亮与关闭背光区块104a-104d时，便须以该预定顺序激活与停止换流器204a-204d。

自驱动电路200的架构当中可明显地看出一些问题。如驱动单元(及换流器及变压器)的数量过多，会大大增加显示面板的重量与体积。电路架构过于复杂，每多出一背光区块便须加装一组驱动单元。大量的换流器元件也会伴随着大量的开关切换动作，造成电能的损耗。这些问题都对液晶显示面板的发展造成障碍，尤其是对小尺寸的液晶显示面板而言。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种背光模块驱动电路及具有该驱动电路的显示面板，使用于液晶显示面板之中，减少元件数量，体积较小、重量较轻，可节省电能。

为了实现上述目的，本发明提供一种背光模块驱动电路，用以分别点亮液晶显示面板中背光模块所具有的多个背光区块，此种驱动电路包含有一换流器、至少一变压器以及多个开关元件，其中，换流器用以接收一直流电源，并将此直流电源所提供的直流电压切换成交流电压后输出。变压器的第一次侧用以接收由换流器所输出的交流电压，并由第二次侧产生用以驱动背光区块的驱动电压。开关元件会分别装设于每一个背光区块与变压器的第二次侧之间，用以决定此开关元件一端的变压器所输出的驱动电压能否点亮开关元件另一端的背光区块。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件为双向三端开关。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及该驱动电压中的直流成分。

本发明还提供一种背光模块驱动电路，包含有一换流器、多变压器以及多个开关元件，其中，换流器用以接收一直流电源，并将此直流电源所提供的直流电压切换成交流电压后输出。每一变压器的第一次侧都用以接收由换流器所输出的交流电压，并能够由第二次侧输出用以一驱动背光区块的驱动电压。每个变压器都会与一开关元件连接，此开关元件可装置于变压器的第一次侧与换流器之间或变压器的第二次侧与背光区块之间，用以决定此开关元件所连接的变压器能否输出驱动电压以点亮该变压器所连接的背光区块。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件分别耦接于该换流器与该变压器之间，当该开关元件被导通时，会激活该变压器输出该驱动电压点亮该背光区块。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件分别耦接于与该变压器与该背光区块之间，当该开关元件被导通时，该变压器所输出的该驱动电压会点亮该背光区块。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，该开关元件为双向三端开关。

上述背光模块驱动电路，其特点在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及驱动电压中的直流成分。

本发明还提供一种显示面板，其特点在于，包含：一像素数组，包含多个显示区块；一背光模块，包含多个背光区块，其中该背光区块的位置与该显示区块互相对应；一背光模块驱动电路，用以点亮该背光区块，其中该背光模块驱动电路包含：一换流器，用以将一直流电压转换为一交流电压；一变压器，用以将该交流电压转换为一驱动电压，其中该驱动电压供驱动该背光区块；以及多个开关元件，分别耦接于该背光区块其中之一以及该变压器之间，用以决定该驱动电压是否点亮该背光区块，其中当该开关元件其中之一被导通时，该开关元件所耦接的背光区块会为该驱动电压所点亮，其中，当该显示区块其中之一显示影像时，该显示区块所对应的背光区块会被点亮。

上述显示面板，其特点在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

上述显示面板，其特点在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

上述显示面板，其特点在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

上述显示面板，其特点在于，该开关元件为双向三端开关。

上述显示面板，其特点在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及驱动电压中的直流成分。

本发明的功效，在于改善动态画面品质，减少元件数量，体积较小、重量较轻，可节省电能。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为一般显示面板内的部分架构图；

图2为使用于一般显示面板内的背光模块驱动电路架构图；

图3A为符合本发明的一实施例的背光模块驱动电路架构图；

图3B为符合本发明的一实施例的背光模块驱动电路图；

图4为符合本发明另一实施例的背光模块驱动电路架构图；

图5为符合本发明另一实施例的背光模块驱动电路架构图。

其中，附图标记：

100：显示面板                102：像素数组

102a-102d：显示区块          104：背光模块

104a-104d：背光区块          200：背光模块驱动电路架构

202：直流电源                204a-204d：换流器

206a-206d：变压器            300a：背光模块驱动电路架构

302：换流器                  304：变压器

306a-306d：开关元件          300b：背光模块驱动电路

400：背光模块驱动电路架构    402a、402b：变压器

500：背光模块驱动电路架构    502a-502d：变压器

Vdc：直流电源                S1-S4：换流开关

T：变压器                    M1-M4：双向三端开关

C1、C2：阻隔电容

具体实施方式

为了在液晶显示面板中实现扫描式背光控制模式，以达到改善动态画面品质的目的，在先前技术之中会为背光模块中的每一个背光区块都设计一组驱动单元(如换流器以及变压器)，使每一组驱动单元能够个别点亮其所连接的背光区块。但如此也会使背光模块驱动电路中的电路元件大量增加，增加了电路在体积、重量以及成本上的负担。因此本发明的基本概念便是共同使用较少数量的驱动单元来点亮较多数量的背光区块，其中是利用开关元件的切换来决定点亮哪一个背光区块。

图3A图示了符合本发明的一实施例的背光模块驱动电路架构300a，其中包含了一换流器302、一变压器304以及开关元件306a-306d。此驱动电路架构300a使用于一显示面板之中，如液晶显示面板，其作用便是用以点亮显示面板之中的背光模块，并且是能够以个别点亮背光模块中的背光区块104a-104d的方式来点亮背光模块。

一般在背光区块104a-104d中会包含多个冷阴极管作为发光源，而冷阴极管需要以交流电压作为电源，故需要利用换流器302来将由显示面板内部的直流电源202所提供的直流电压切换成交流电压后再传送给变压器304进行变压的动作，以将换流器302所输出的交流电压转变为适合点亮背光区块104a-104d用的驱动电压。

在此由变压器304所输出的驱动电压是用以点亮背光模块中所有的背光区块(即本例中的背光区块104a-104d)所使用的，也就是说使用一组驱动单元(即本例中的换流器302及变压器304)即可点亮所有的背光区块，大大地节省了驱动单元的数量。但是在扫描式背光控制模式下，每个背光模块都不一定会同时点亮与关闭，因此在本实施例中，利用了开关元件306a-306d来个别控制背光区块104a-104d的点亮与关闭。开关元件306a-306d分别装置在背光区块104a-104d与变压器304之间。以开关元件306a为例，开关元件306a的两端分别连接了变压器304与背光区块104a，当需要点亮背光区块104a时便导通开关元件306a即可，如此变压器304所输出的驱动电压便会将背光区块104a点亮。同理，开关元件306b-306d分别控制着背光区块104b-104d的点亮与关闭。

图3B图示了在本实施例中用以实现图3A所示架构300a的背光模块驱动电路300b。同时参阅图3A及3B，可以看出，在驱动电路300b中是以换流开关S1-S4(如MOSFET，金属氧化物场效应管)实现换流器302，以变压器T实现变压器304以及以双向三端开关(Triac)M1-M4实现开关元件306a-306d。其中，换流开关S1及S3互相串联后与一直流电源Vdc并联，换流开关S2及S4互相串联后也与直流电源Vdc并联。变压器T的第一次侧的两端分别连接于换流开关S1、S3之间以及换流开关S2、S4之间。如此，当以换流开关S1、S2为一组，以及以换流开关S3、S4为另一组互相快速切换后，便会有交流电流流经变压器T的第一次侧，并于第二次侧感应产生出用以点亮背光区块104a-104d的交流驱动电压。

在本实施例中，利用双向三端开关M1-M4分别串联于变压器T的第二次侧以及背光区块104a-104d之间作为是否点亮背光区块104a-104d的控制元件，但也可利用其它种类的可控式双向导通元件来作为此种控制元件。如前所述，当需要点亮背光区块104a时便导通双向三端开关M1即可，如此从变压器T的第二次侧所产生的驱动电压便会将背光区块104a点亮。同理，双向三端开关M2-M4分别控制着背光区块104b-104d的点亮与关闭。另外，在变压器T的第一次侧及第二次侧上可分别串联阻隔电容C1及C2，用以阻隔电流中的直流成分。

但考虑到变压器的容量限制，可以使用不同的变压器来对不同部分的背光区块提供驱动电压。图4图示了符合本发明另一实施例的背光模块驱动电路架构400，其中包含了一换流器302、变压器402a与402b以及开关元件306a-306d。在此，由变压器402a所输出的驱动电压仅用以点亮背光模块中的背光区块104a及104b，而由变压器402b所输出的驱动电压仅用以点亮背光模块中的背光区块104c及104d。本实施例中的驱动单元包含了一换流器(换流器302)以及两个变压器(变压器402a及402b)，如此虽然较图3A所示的电路架构300a多出一个变压器，但变压器402a及402b的容量可较图3A中的变压器304小。

开关元件306a-306d的作用一样是用以个别控制背光区块104a-104d的点亮与关闭。开关元件306a及306b分别装置在背光区块104a及104b与变压器402a之间，而开关元件306c及306d分别装置在背光区块104c及104d与变压器402b之间。以开关元件306a为例，开关元件306a的两端分别连接了变压器402a与背光区块104a，当需要点亮背光区块104a时便导通开关元件306a即可，如此变压器402a所输出的驱动电压便会将背光区块104a点亮。同理，开关元件306b-306d分别控制着背光区块104b-104d的点亮与关闭，但背光区块104c及104d的驱动电压是由变压器402b所提供。

同样地，在本实施例中，换流器302的作业可通过多个换流开关的快速切换来达成。开关元件306a-306d可通过双向三端开关或其它种类的可控式双向导通元件来达成。在变压器402a、402b的第一及第二次侧上都可再连接用以阻隔直流成分的阻隔电容。

在图3A及图4所示的电路架构300a及400中，开关元件306a-306d都装置于变压器304、402a及402b的第二次侧。但当驱动电路架构中变压器的数量与背光区块的数量相等时，也可将开关元件装置于变压器的第一次侧。如图5所示的背光模块驱动电路架构500，其中包含了一换流器302、变压器502a-502d以及开关元件306a-306d。在此，变压器及背光区块的数量相同，也即由变压器502a-502d所输出的驱动电压会分别用以背光区块104a-104d。本实施例中的驱动单元包含了一换流器(换流器302)以及四个变压器(变压器502a-502d)，如此虽然会使用较多的变压器，但变压器502a-502d的容量可以较小。

开关元件306a-306d的作用一样是用以个别控制背光区块104a-104d的点亮与关闭，但在本实施例中，开关元件306a-306d分别装置在变压器502a-502d及换流器302之间，此时开关元件306a-306d分别能够控制变压器502a-502d的激活与否。以开关元件306a为例，开关元件306a的两端分别连接了换流器302与变压器502a，当需要点亮背光区块104a时便导通开关元件306a即可，如此能够激活变压器502a输出驱动电压点亮背光区块104a点亮。同理，开关元件306b-306d分别控制着变压器502b-502d的激活与停止，进而控制了背光区块104b-104d的点亮与关闭。

同样地，在本实施例中，换流器302的作业可通过多个换流开关的快速切换来达成。开关元件306a-306d可通过双向三端开关或其它种类的可控式双向导通元件来达成。在变压器502a-504d的第一及第二次侧上都可再连接用以阻隔直流成分的阻隔电容。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (20)

1、一种背光模块驱动电路，用以点亮一背光模块中的多个背光区块，其特征在于，包含：

一换流器，用以将一直流电压转换为一交流电压；

一变压器，用以将该交流电压转换为一驱动电压，其中该驱动电压是供驱动该背光区块；以及

多个开关元件，分别耦接于该背光区块其中之一以及该变压器之间，当该开关元件导通时，该驱动电压会点亮该背光区块。

2、根据权利要求1所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

3、根据权利要求1所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

4、根据权利要求3所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

5、根据权利要求1所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件为双向三端开关。

6、根据权利要求1所述的背光模块驱动电路，其特征在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及该驱动电压中的直流成分。

7、一种背光模块驱动电路，用以点亮一背光模块中的多个背光区块，其特征在于，包含：

一换流器，用以将一直流电压转换为一交流电压；

多个变压器，其中每一该变压器能够将该交流电压转换为一驱动电压，且该驱动电压供驱动该背光区块；以及

多个开关元件，分别耦接于该变压器上，用以决定否点亮该些背光区块，

其中当该开关元件其中之一被导通时，该开关元件所耦接的变压器所输出的驱动电压会将该背光区块其中之一点亮。

8、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件分别耦接于该换流器与该变压器之间，当该开关元件被导通时，会激活该变压器输出该驱动电压点亮该背光区块。

9、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件分别耦接于与该变压器与该背光区块之间，当该开关元件被导通时，该变压器所输出的该驱动电压会点亮该背光区块。

10、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

11、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

12、根据权利要求11所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

13、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，该开关元件为双向三端开关。

14、根据权利要求7所述的背光模块驱动电路，其特征在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及驱动电压中的直流成分。

15、一种显示面板，其特征在于，包含：

一像素数组，包含多个显示区块；

一背光模块，包含多个背光区块，其中该背光区块的位置与该显示区块互相对应；

一背光模块驱动电路，用以点亮该背光区块，其中该背光模块驱动电路包含：

一换流器，用以将一直流电压转换为一交流电压；

一变压器，用以将该交流电压转换为一驱动电压，其中该驱动电压供驱动该背光区块；以及

多个开关元件，分别耦接于该背光区块其中之一以及该变压器之间，用以决定该驱动电压是否点亮该背光区块，其中当该开关元件其中之一被导通时，该开关元件所耦接的背光区块会为该驱动电压所点亮，

其中，当该显示区块其中之一显示影像时，该显示区块所对应的背光区块会被点亮。

16、根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该开关元件非同时被导通以及关闭。

17、根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该换流器具有两组换流开关，通过相互切换该两组换流开关可将该直流电压切换成该交流电压。

18、根据权利要求17所述的显示面板，其特征在于，该两组换流开关包含多个金属氧化物场效应管。

19、根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该开关元件为双向三端开关。

20、根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，还包含多个阻隔电容分别连接于该变压器的第一次侧及第二次侧，用以阻隔该交流电压以及驱动电压中的直流成分。

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